实验二：使用Prolog的一阶逻辑推理实验.doc

实验二：使用Prolog的一阶逻辑推理实验班级；智能1401 姓名：蒙寿伟 学号：201408070120一实验目的1.学会使用Prolog语言；2.用Prolog语言巩固一阶逻辑知识；3.能够使用prolog语言实现一阶逻辑的证明；二、实验的硬件、软件平台硬件：计算机软件：操作系统：WINDOWS10应用软件：Prolog三、实验内容及步骤熟悉prolog语言的使用并实现对于一阶逻辑推理的证明实验步骤：1：对于a,b,c,d四种输入情况，验证|?- p(a).的真假；a. p(b). p(a) :- p(b). p(a) :- p(c) 推理分析：事实：p(b)为真.推理：由p(b)为真可以推出p(a)为真，由p(c)为真可以推出p(a)为真. 结论：p(a)为真.运行结果：b. p(c). p(a) :- p(b). p(a) :- p(c). 推理分析：事实：p(c)为真.推理：由p(b)为真可以推出p(a)为真，由p(c)为真可以推出p(a)为真. 结论：p(a)为真.运行结果：c. p(b). p(a) :- p(b) ,p(c). 推理分析：事实：p(b)为真.推理：由p(b)为真且p(c)为真可以推出p(a)为真.结论：p(a)为假.因为p(b)未知.d. p(c). p(a):- p(b) ; p(c).推理分析：事实：p(b)为真.推理：由p(b)为真或p(c)为真可以推出p(a)为真.结论：p(a)为真.2. 验证 ?-friend(john,Y). likes(bell,sports). likes(mary,music). likes(mary,sports). likes(jane ,smith). friend(john,X):-likes(X,reading),likes(X,music). friend(john,X):-likes(X,sports),likes(X,music). 推理分析：1.如果X喜欢音乐，而且喜欢阅读，那么X是john的朋友。2.如果X喜欢音乐，而且喜欢运动，那么X是john的朋友。相关事实：mary喜欢音乐也喜欢运动。结论：mary是john的朋友。运行结果：3. 验证 likes(bill,X) likes(ellen,tennis). likes(john,football). likes(tom,baseball). likes(eric,swimming). likes(mark,tennis). likes(bill,X) if likes(tom,X). 推理分析:如果tom喜欢X，则bill喜欢X。相关事实：tom喜欢baseball结论：bill喜欢baseball运行结果：4. 构建与，或，非，异或表达，并验证。代码：and(X,Y) :- X,Y.or(X,Y) :- X;Y.no(X) :- not(X).xor(X,Y) :- X=Y.推理分析: 推理：X，Y都为真时and(X,Y)为真。X，Y有一个为真时or(X,Y)为真。X为真时no(X)为真。 X不等于Y时，异或xor(X,Y)为真。运行结果：5.已知兄弟sib(X, Y)的定义如下 sib(X, Y):- p(Z, X), p(Z, Y), X = Y. 5.1：定义堂兄弟co(X, Y)； 5.2; 定义二代堂兄弟sco(X, Y)，X,Y的父母是堂兄弟。并做验证。代码：p(ye,ba).p(ye,bo).p(ba,wo).p(bo,tg).p(wo,tom).p(tg,jerry).sib(X,Y) :- p(Z,X),p(Z,Y), X=Y.co(X,Y) :- sib(A,B),p(A,X),p(B,Y),A=B,X=Y.sco(X,Y) :- co(A,B),p(A,X),p(B,Y),A=B,X=Y.推理分析：当X不等于Y，Y且Z是和Y的父亲，则X和Y是兄弟。当A不等于B,X不等于Y，A和B是兄弟，且A是X的父亲，B是Y的父亲，则X和Y是堂兄弟。当A不等于B,X不等于Y，A和B是堂兄弟，且A是X的父亲，B是Y的父亲，则X和Y是二代堂兄弟。相关事实：ye是ba和bo的父亲，ba是wo的父亲，bo是tg的父亲，wo是tom的父亲，tg是jerry的父亲。结论：Wo和tg是堂兄弟，tom和jerry是二代堂兄弟。运行结果：6.自动实现搜索算法-回溯，判断JOHN是谁的朋友TOM喜欢TALK,BILL喜欢游泳，BILL喜欢谈话;若X既喜欢TALK,有喜欢SWIM,则JOHN是X的朋友。代码：likes(tom,talk).likes(bill,swim).likes(bill,talk).friend(X,Y) :- likes(X,talk),likes(X,swim).推理分析：当X喜欢talk，且喜欢swimming，则X是Y的朋友。相关事实：bill喜欢talk，且喜欢swimming。结论：bill是JOHN的朋友。运行结果：7.谁是盗窃犯问题：某人被盗，公安局派出所派出5个侦察员去调查。研究案情时: 侦察员A说：“赵与钱中至少有一人作案”； 侦察员B说：“钱与孙中至少有一人作案”； 侦察员C说：“孙与李中至少有一人作案”； 侦察员D说：“赵与孙中至少有一人与此案无关”； 侦察员E说：“钱与李中至少有一人与此案无关”。 如果这5个侦察员的话都是可信的，试编程求出谁是盗窃犯，并给出Prolog.程序。 代码：spyA(X,Y):-(X=true);(Y=true).spyB(X,Y):-(X=true);(Y=true).spyC(X,Y):-(X=true);(Y=ture).spyD(X,Y):-(X=false);(Y=false).spyE(X,Y):-(X=false);(Y=false).find(Zhao,Qian,Sun,Li):-spyA(Zhao,Qian),spyB(Qian,Sun),spyC(Sun,Li),spyD(Zhao,Sun),spyE(Qian,Li).推理分析：定义谓词：Crime(x)表示x作案。则已知事实：(1) Crime(Zhao) Crime(Qian)(2) Crime(Sun) Crime(Qian)(3) Crime(Sun) Crime(Li)(4) Crime(Zhao) Crime(Sun)(5) Crime(Qian) Crime(Li)推理：Find(Zhao) V Crime(Qian)Find(Zhao) V Crime(Sun)Find(Zhao) V Crime(Li)归结结果，Zhao不是罪犯，按照同样的方法得：Qian 是罪犯，Sun 也是罪犯。结果：钱和孙作案。四、思考题1. 在题目2中PROLOG搜索过程是怎样的，试用树的结构表示，并计算其推理步数。readingmusicsportsmarybellMary 是 john的朋友1234先搜索是否有喜欢reading的，发现没有，然后搜索是否有喜欢sports的，发现bell和mary喜欢sports，继续搜索bell是否喜欢music，发现不喜欢，继续搜索mary是否喜欢music，发现喜欢，即mary满足是john朋友的条件，由此判断mary是john的朋友。故推理步数为4步。2. PROLOG语言和其它语言（如C语言）做逻辑推理，你更喜欢哪一个，简要说